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Theorem itg2lea

Description: Approximate version of itg2le . If F <_ G for almost all x , then S.2 F <_ S.2 G . (Contributed by Mario Carneiro, 11-Aug-2014)

Ref Expression
Hypotheses itg2lea.1 ( 𝜑𝐹 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) )
itg2lea.2 ( 𝜑𝐺 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) )
itg2lea.3 ( 𝜑𝐴 ⊆ ℝ )
itg2lea.4 ( 𝜑 → ( vol* ‘ 𝐴 ) = 0 )
itg2lea.5 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) ≤ ( 𝐺𝑥 ) )
Assertion itg2lea ( 𝜑 → ( ∫2𝐹 ) ≤ ( ∫2𝐺 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 itg2lea.1 ( 𝜑𝐹 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) )
2 itg2lea.2 ( 𝜑𝐺 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) )
3 itg2lea.3 ( 𝜑𝐴 ⊆ ℝ )
4 itg2lea.4 ( 𝜑 → ( vol* ‘ 𝐴 ) = 0 )
5 itg2lea.5 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) ≤ ( 𝐺𝑥 ) )
6 2 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → 𝐺 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) )
7 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → 𝑓 ∈ dom ∫1 )
8 3 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → 𝐴 ⊆ ℝ )
9 4 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → ( vol* ‘ 𝐴 ) = 0 )
10 i1ff ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓 : ℝ ⟶ ℝ )
11 10 ad2antrl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → 𝑓 : ℝ ⟶ ℝ )
12 eldifi ( 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) → 𝑥 ∈ ℝ )
13 ffvelrn ( ( 𝑓 : ℝ ⟶ ℝ ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝑓𝑥 ) ∈ ℝ )
14 11 12 13 syl2an ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝑓𝑥 ) ∈ ℝ )
15 14 rexrd ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝑓𝑥 ) ∈ ℝ* )
16 iccssxr ( 0 [,] +∞ ) ⊆ ℝ*
17 1 adantr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → 𝐹 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) )
18 ffvelrn ( ( 𝐹 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
19 17 12 18 syl2an ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
20 16 19 sselid ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) ∈ ℝ* )
21 ffvelrn ( ( 𝐺 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐺𝑥 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
22 6 12 21 syl2an ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝐺𝑥 ) ∈ ( 0 [,] +∞ ) )
23 16 22 sselid ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝐺𝑥 ) ∈ ℝ* )
24 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → 𝑓r𝐹 )
25 11 ffnd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → 𝑓 Fn ℝ )
26 17 ffnd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → 𝐹 Fn ℝ )
27 reex ℝ ∈ V
28 27 a1i ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → ℝ ∈ V )
29 inidm ( ℝ ∩ ℝ ) = ℝ
30 eqidd ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝑓𝑥 ) = ( 𝑓𝑥 ) )
31 eqidd ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝐹𝑥 ) = ( 𝐹𝑥 ) )
32 25 26 28 28 29 30 31 ofrfval ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → ( 𝑓r𝐹 ↔ ∀ 𝑥 ∈ ℝ ( 𝑓𝑥 ) ≤ ( 𝐹𝑥 ) ) )
33 24 32 mpbid ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → ∀ 𝑥 ∈ ℝ ( 𝑓𝑥 ) ≤ ( 𝐹𝑥 ) )
34 33 r19.21bi ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ℝ ) → ( 𝑓𝑥 ) ≤ ( 𝐹𝑥 ) )
35 12 34 sylan2 ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝑓𝑥 ) ≤ ( 𝐹𝑥 ) )
36 5 adantlr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝐹𝑥 ) ≤ ( 𝐺𝑥 ) )
37 15 20 23 35 36 xrletrd ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) ∧ 𝑥 ∈ ( ℝ ∖ 𝐴 ) ) → ( 𝑓𝑥 ) ≤ ( 𝐺𝑥 ) )
38 6 7 8 9 37 itg2uba ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑓 ∈ dom ∫1𝑓r𝐹 ) ) → ( ∫1𝑓 ) ≤ ( ∫2𝐺 ) )
39 38 expr ( ( 𝜑𝑓 ∈ dom ∫1 ) → ( 𝑓r𝐹 → ( ∫1𝑓 ) ≤ ( ∫2𝐺 ) ) )
40 39 ralrimiva ( 𝜑 → ∀ 𝑓 ∈ dom ∫1 ( 𝑓r𝐹 → ( ∫1𝑓 ) ≤ ( ∫2𝐺 ) ) )
41 itg2cl ( 𝐺 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) → ( ∫2𝐺 ) ∈ ℝ* )
42 2 41 syl ( 𝜑 → ( ∫2𝐺 ) ∈ ℝ* )
43 itg2leub ( ( 𝐹 : ℝ ⟶ ( 0 [,] +∞ ) ∧ ( ∫2𝐺 ) ∈ ℝ* ) → ( ( ∫2𝐹 ) ≤ ( ∫2𝐺 ) ↔ ∀ 𝑓 ∈ dom ∫1 ( 𝑓r𝐹 → ( ∫1𝑓 ) ≤ ( ∫2𝐺 ) ) ) )
44 1 42 43 syl2anc ( 𝜑 → ( ( ∫2𝐹 ) ≤ ( ∫2𝐺 ) ↔ ∀ 𝑓 ∈ dom ∫1 ( 𝑓r𝐹 → ( ∫1𝑓 ) ≤ ( ∫2𝐺 ) ) ) )
45 40 44 mpbird ( 𝜑 → ( ∫2𝐹 ) ≤ ( ∫2𝐺 ) )